2025届高考化学一轮复习 化学平衡

化学平衡 一．选择题（共13小题） 1．（2024•李沧区开学）实验小组探究Cl﹣对Fe3++3SCN﹣＝Fe（SCN）3的影响。已知Fe3++4Cl﹣⇌[FeCl4]﹣（黄色）。将1mL0.01mol/LFeCl3溶液与3mL0.01mol/LKSCN溶液混合，得到红色溶液，将该红色溶液分成三等份，进行如下实验1、2、3，下列说法不正确的是（　　） A．实验1加入水的目的是验证浓度改变对平衡的影响 B．实验2和实验3实验现象相同，变色原理也相同 C．本实验可证明Fe3+与Cl﹣的配位能力比与SCN﹣配位能力更强 D．实验2中盐酸的浓度c等于3mol/L 2．（2024•市中区一模）某实验室测定并计算了在136～180℃范围内下列反应的平衡常数Kp： ①2NO（g）+2ICl（g）⇌2NOCl（g）+I2（g） Kp1 ②2NOCl（g）⇌2NO（g）+Cl2（g） Kp2 得到和均为线性关系，如图所示，有关下列说法错误的是（　　） A．反应②高温下可自发进行 B．反应2ICl（g）⇌Cl2（g）+I2（g）的ΔH＜0 C．升温，反应体系中分子总数会增大 D．当混合气体颜色不变时，说明反应①和②已达平衡状态 3．（2024•潍坊模拟）CO2﹣CH4催化重整可获得合成气（CO、H2）。重整过程中主要反应的热化学方程式为 反应①CH4（g）+CO2（g）＝2CO（g）+2H2（g）ΔH＝+247kJ•mol﹣1 反应②CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g）ΔH＝+41kJ•mol﹣1 反应③CH4（g）＝C（s）+2H2（g）ΔH＝+75kJ•mol﹣1 反应④2CO（g）＝CO2（g）+C（s）ΔH＝﹣172kJ•mol﹣1 研究发现在密闭容器中p＝101kPa下，n始（CO2）＝n始（CH4）＝0.5mol，平衡时各含碳物种的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A．图中a表示CH4 B．C（s）+H2O（g）＝CO（g）+H2（g）的ΔH＝﹣131kJ⋅mol﹣1 C．其他条件不变，在500∼1000℃范围，随着温度的升高，平衡时n（H2O）不断增大 D．当n始（CO2）+n始（CH4）＝1mol，其他条件不变时，提高的值，能减少平衡时积碳量 4．（2024•招远市一模）我国学者研究反应C6H6（g）+CH3OH（g）⇌C7H8（g）+H2O（g）在固体酸（HB）催化剂表面进行的历程如图所示，其中吸附在HB表面的物种用*标注。下列说法错误的是（　　） A．升高温度，反应的平衡常数K减小 B．过程④的ΔH大于过程①的ΔH C．决速步骤的化学方程式为 D．将固体酸（HB）催化剂更换为活性更高的催化剂能有效提高C6H6（g）的平衡转化率 5．（2024•枣庄一模）我国科研团队研究发现使用GaZrOx双金属氧化物可形成氧空位，具有催化氧化性能，实现CO2加氢制甲醇。其反应机理如图所示，用“*”表示吸附在催化剂表面的物质。下列说法错误的是（　　） A．增大反应物H2或CO2分压均能提高甲醇的产量 B．氢化步骤的反应为HCOO*+2H2→H3CO*+H2O C．增大催化剂的比表面积有利下提高平衡转化率 D．催化剂表面甲醇及时脱附有利下二氧化碳的吸附 6．（2024•潍坊一模）研究发现300℃时，In2O3表面易脱除O原子形成In2O3﹣x（氧空穴），氧空穴越多，催化效果越好，In2O3催化CO2和H2合成甲醇的机理如图。下列说法错误的是（　　） A．温度较低时，催化剂的活性降低 B．增加In2O3的用量，CO2的平衡转化率不变 C．增大气体流速带走多余的H2O（g），可提高催化效率 D．若CO2和H2的混合气中混有O3，In2O3的催化效果增强 7．（2024•历下区模拟）异丁醇催化脱水制备异丁烯主要涉及以下2个反应。研究一定压强下不同含水量的异丁醇在恒压反应器中的脱水反应，得到了异丁烯的平衡产率随温度的变化结果如图。 ① ② 下列说法不正确的是（　　） A．其他条件不变时，在催化剂的活性温度内，升高温度有利于异丁烯的制备 B．高于190℃时，温度对异丁烯的平衡产率影响不大的原因是K1＞104、K2＜0.1 C．190℃时，增大n（H2O）：n（异丁醇），不利于反应②的进行 D．若只有异丁烯、水和二聚异丁烯生成，则初始物质浓度c0与流出物质浓度c之间存在：c0（异丁醇）＝c（异丁烯）+2c（二聚异丁烯） 8．（2024•即墨区一模）水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）。下列说法正确的是（　　） A．恒温恒容下，恒定水碳比[n（H2O）/n（CO）]，增加体系总压可提高H2的平衡产率 B．恒温恒容下，平衡后再通入H2O（g）可使平衡正向移动，增大CO平衡转化率 C．恒温恒容下，平衡后再通入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率 D．恒温恒容下，平衡后再通入CO（g），可使正反应速率增大，逆反应速率减小 9．（2024•济南一模）关于反应A（g）+B（g）C（g）ΔH＜0，下列说法正确的是（　　） A．一定是自发反应 B．温度升高，逆反应速率减慢 C．反应物浓度增大，平衡向正反应方向进行 D．催化剂不参与化学反应 10．（2024•泰安一模）由氮的化合物引起的环境污染称为氮污染。用CO将NO转化为N2的化学方程式为2CO（g）+2NO（g）⇌N2（g）+2CO2（g） ΔH＜0。在某一恒容密闭容器中充入等物质的量的CO和NO，测得同一时间段内NO转化率随温度变化如图所示，下列说法正确的是（　　） A．b点时，v正一定大于v逆 B．混合气体中CO的百分含量：a点＝b点 C．低温条件下有利于该反应自发进行 D．当混合气体的总质量不再随时间而改变，则该反应达到平衡 11．（2024•菏泽一模）合成尿素[CO（NH2）2]是利用CO2的途径之一。将NH3和CO2按照2：1的比例通入到恒容反应容器中，通过下列反应合成尿素。 反应Ⅰ：2NH3（g）+CO2（g）⇌NH2COONH4（l） ΔH＝﹣159.5kJ•mol﹣1 反应Ⅱ：NH2COONH4（l）⇌CO（NH2）2（l）+H2O（l） ΔH＝72.5kJ•mol﹣1 下列说法正确的是（　　） A．高温有利于反应Ⅰ自发进行 B．NH3的体积分数不再改变，不能说明反应Ⅰ达到了平衡状态 C．将2molNH3和1molCO2充入反应Ⅰ的平衡体系中，再次达到平衡时，c（NH3）增大 D．增大压强，对于尿素的合成没有影响 12．（2024•市南区一模）某兴趣小组以重铬酸钾（K2Cr2O7）溶液为研究对象，结合所学反应原理的知识改变条件使其发生“色彩变幻”。下列关于该实验的说法错误的是（　　） 已知：①K2Cr2O7溶液存在平衡：Cr2+H2O⇌2+2H+。 ②含铬元素的离子在溶液中的颜色：Cr2（橙色）；（黄色）；Cr3+（绿色）。 A．ⅰ可证明反应Cr2+H2O⇌2+2H+的正反应放热 B．ⅱ是验证“只降低生成物的浓度，该平衡正向移动”，试剂a可以是NaOH C．ⅲ平衡逆向移动仅仅是因为增大了生成物的浓度 D．向ⅲ所得橙色溶液中加入乙醇，溶液将由橙色变为绿色 13．（2024•崂山区开学）为了实现“碳中和”，利用CO2合成CH3OH的反应为： Ⅰ.CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1 Ⅱ.副反应为：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH2 已知温度对CH3OH、CO的平衡产率影响如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ活化能 B．可以通过使用合适的催化剂提高CH3OH的选择性 C．增大压强可以加快反应Ⅰ的速率，对反应Ⅱ的速率无影响 D．实际生产过程中，一定要在较低温度下才能提高CH3OH的产率 二．解答题（共2小题） 14．（2024•泰安一模）氢气是一种理想的绿色能源，有科学家预言，氢能将成为人类的主要能源。已知以水为原料通过下列途径均可制得氢气。 （i）太阳光催化分解水：2H2O（l）═2H2（g）+O2（g）ΔH1＝+571.6kJ⋅mol﹣1 （ii）焦炭与水反应：C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）ΔH2＝131.3kJ⋅mol﹣1 （iii）甲烷与水反应：CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）ΔH3＝206.1kJ⋅mol﹣1 （1）反应i中主要的能量转化为 　 　；你认为通过此途径进行H2工业化生产的最突出优点是 　 　。 （2）相同温度压强下，若分别以i、ii反应生成1molH2，反应ii比i要少吸收 　 　kJ热量；你认为ii反应需要吸热较小的原因可能是 　 　（从ΔS角度考虑）。 （3）①写出反应的化学平衡常数的表达式：K3＝　 　 ②一定温度下，iii反应中使用催化剂后，下列物理量能保持不变的有 　 　。 A．焓变ΔH3 B．反应活化能Ea C．活化分子百分比 D．平衡常数K3 （4）①利用上述热化学方程式，推测反应CH4（g）═C（s）+2H2（g）ΔH＝　 　kJ/mol； ②键能也可以用于估算化学反应的反应热（ΔH）。如表是部分化学键的键能数据： 化学键 P﹣P P﹣O O＝O P＝O 键能（kJ/mol） 172 335 498 X 已知白磷的标准燃烧热为﹣2378kJ/mol，白磷（P4）的结构为正四面体，白磷完全燃烧的产物结构如图所示，则上表中X＝　 　。 15．（2022秋•李沧区一模）SO2、NO是大气污染物，有效去除这些污染物是一项重要课题。 （1）NO、SO2可以先氧化，后用碱吸收。其氧化过程的反应原理如下： NO（g）+O3（g）⇌NO2（g）+O2（g）ΔH1＝﹣200.9kJ⋅mol﹣1 SO2（g）+O3（g）⇌SO3（g）+O2（g）ΔH2＝﹣241.6kJ⋅mol﹣1 2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）ΔH3＝﹣196.6kJ⋅mol﹣1 则反应2NO2（g）⇌2NO（g）+O2（g）的ΔH＝　 　kJ⋅mol﹣1。 一定温度下固定容器中能表明该反应已达到平衡状态的是 　 　（填序号）。 a．混合气体的颜色不变 b．体系的压强不变 C．混合气体中NO与O2的比例不变 d．2v正（NO2）＝v逆（O2） （2）向恒容密闭容器中充入1molNO和2molO3，发生如下反应：NO（g）+O3（g）⇌NO2（g）+O2（g）△H＜0。不同温度下反应相同时间后，体系中NO转化率随温度变化曲线如图。温度低于100℃时，NO转化率随温度升高而增大的主要原因是 　 　；当温度高时，O3分解生成活性极高的氧原子，NO转化率随温度升高而降低，可能的原因有：①　 　，②　 　。 （3）用电化学法模拟工业处理SO2。将硫酸工业尾气中的SO2通入如图装置（电极均为惰性材料）进行实验，可用于制备硫酸，同时获得电能： ①M极发生的电极反应式为 　 　。 ②当外电路通过0.2mol电子时，质子交换膜左侧的溶液质量 　 　（填“增大”或“减小”） 　 　克。 参考答案与试题解析 一．选择题（共13小题） 1．（2024•李沧区开学）实验小组探究Cl﹣对Fe3++3SCN﹣＝Fe（SCN）3的影响。已知Fe3++4Cl﹣⇌[FeCl4]﹣（黄色）。将1mL0.01mol/LFeCl3溶液与3mL0.01mol/LKSCN溶液混合，得到红色溶液，将该红色溶液分成三等份，进行如下实验1、2、3，下列说法不正确的是（　　） A．实验1加入水的目的是验证浓度改变对平衡的影响 B．实验2和实验3实验现象相同，变色原理也相同 C．本实验可证明Fe3+与Cl﹣的配位能力比与SCN﹣配位能力更强 D．实验2中盐酸的浓度c等于3mol/L 【答案】C 【分析】A．实验1加入水的目的是排除浓度改变对溶液颜色变化的影响； B．实验2和实验3都是Fe3+与Cl﹣络合，使c（Fe3+）减小，生成血红色物质的平衡逆移，颜色变浅呈橙色； C．本实验中由于Cl﹣浓度远大于SCN﹣，所以不足以证明Fe3+与Cl﹣的配位能力比与SCN﹣配位能力更强； D．实验2中盐酸的浓度c应等于3mol/L。 【解答】解：A．实验1加入水的目的是排除浓度改变对溶液颜色变化的影响，故A正确； B．实验2和实验3都是Fe3+与Cl﹣络合，使c（Fe3+）减小，生成血红色物质的平衡逆移，颜色变浅呈橙色，故B正确； C．本实验中由于Cl﹣浓度远大于SCN﹣，所以不足以证明Fe3+与Cl﹣的配位能力比与SCN﹣配位能力更强，故C错误； D．实验2中盐酸的浓度c应等于3mol/L，故D正确； 故选：C。 【点评】本题主要考查影响化学平衡的因素，为高频考点，题目难度一般。 2．（2024•市中区一模）某实验室测定并计算了在136～180℃范围内下列反应的平衡常数Kp： ①2NO（g）+2ICl（g）⇌2NOCl（g）+I2（g） Kp1 ②2NOCl（g）⇌2NO（g）+Cl2（g） Kp2 得到和均为线性关系，如图所示，有关下列说法错误的是（　　） A．反应②高温下可自发进行 B．反应2ICl（g）⇌Cl2（g）+I2（g）的ΔH＜0 C．升温，反应体系中分子总数会增大 D．当混合气体颜色不变时，说明反应①和②已达平衡状态 【答案】B 【分析】A．温度越高，越小，lgKp2越大，即Kp2越大； B．设T′＞T，即，由图可知：lgKp2（T'）﹣lgKp2（T）＞|lgKp1（T'）﹣lgKp1（T）|＝lgKp1（T）﹣lgKp1（T'）则：lg[Kp2（T'）•Kp1（T'）]＞lg[Kp2（T）•Kp1（T）]，即k（T'）＞k（T）； C．升高温度平衡2NO（g）+2ICl（g）⇌2NOCl（g）+I2（g）逆向移动，而升高温度平衡2NOCl（g）⇌2NO（g）+Cl2（g）正向移动； D．体系的颜色不变时，即I2的浓度不再发生变化。 【解答】解：A．温度越高，越小，lgKp2越大，即Kp2越大，则升高温度平衡2NOCl（g）⇌2NO（g）+Cl2（g）正向移动，则反应②的ΔH大于0，反应②为气体系数增大的反应，即ΔS＞0，高温下可自发进行，故A正确； B．设T′＞T，即，lgKp2（T'）﹣lgKp2（T）＞|lgKp1（T'）﹣lgKp1（T）|＝lgKp1（T）﹣lgKp1（T'），则：lg[Kp2（T'）•Kp1（T'）]＞lg[Kp2（T）•Kp1（T）]，即k（T'）＞k（T），因此该反应正反应为吸热反应，即ΔH大于0，故B错误； C．升高温度平衡2NO（g）+2ICl（g）⇌2NOCl（g）+I2（g）逆向移动，而升高温度平衡2NOCl（g）⇌2NO（g）+Cl2（g）正向移动，两个反应的移动方向均使气体物质增多，故C正确； D．体系的颜色不变时，即I2的浓度不再发生变化，说明达到平衡状态，故D正确； 故选：B。 【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生平衡常数的掌握情况，试题难度中等。 3．（2024•潍坊模拟）CO2﹣CH4催化重整可获得合成气（CO、H2）。重整过程中主要反应的热化学方程式为 反应①CH4（g）+CO2（g）＝2CO（g）+2H2（g）ΔH＝+247kJ•mol﹣1 反应②CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g）ΔH＝+41kJ•mol﹣1 反应③CH4（g）＝C（s）+2H2（g）ΔH＝+75kJ•mol﹣1 反应④2CO（g）＝CO2（g）+C（s）ΔH＝﹣172kJ•mol﹣1 研究发现在密闭容器中p＝101kPa下，n始（CO2）＝n始（CH4）＝0.5mol，平衡时各含碳物种的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A．图中a表示CH4 B．C（s）+H2O（g）＝CO（g）+H2（g）的ΔH＝﹣131kJ⋅mol﹣1 C．其他条件不变，在500∼1000℃范围，随着温度的升高，平衡时n（H2O）不断增大 D．当n始（CO2）+n始（CH4）＝1mol，其他条件不变时，提高的值，能减少平衡时积碳量 【答案】D 【分析】A．根据图可知，温度升高，a的物质的量增大，根据反应①和③可知，温度升高，平衡正向移动，CH4减小； B．根据盖斯定律进行计算； C．根据C（s）+H2O（g）＝CO（g）+H2（g）反应为吸热反应，随着温度的升高，平衡正向移动； D．当n始（CO2）+n始（CH4）＝1mol，其他条件不变时，提高的值，二氧化碳物质的量增大，甲烷物质的量减小，平衡③④逆向移动； 【解答】解：A．由图知，温度升高，a的物质的量增大，由反应①和③知，温度升高，平衡正向移动，CH4减小，所以a一定不是CH4，故A错误； B．根据盖斯定律，反应﹣②﹣④可得：C（s）+H2O（g）＝CO（g）+H2（g）的ΔH＝+131kJ⋅mol−1，故B错误； C．根据C（s）+H2O（g）＝CO（g）+H2（g）反应为吸热反应，其他条件不变，在500∼1000℃范围，随着温度的升高，平衡正向移动，n（H2O）不断减小，故C错误； D．当n始（CO2）+n始（CH4）＝1mol，其他条件不变时，提高的值，二氧化碳物质的量增大，甲烷物质的量减小，平衡③④逆向移动，消耗C，能减少平衡时积碳量，故D正确； 故选D。 【点评】本题考查盖斯定律及化学平衡的影响因素，侧重考查学生平衡移动的掌握情况，题目难度不大。 4．（2024•招远市一模）我国学者研究反应C6H6（g）+CH3OH（g）⇌C7H8（g）+H2O（g）在固体酸（HB）催化剂表面进行的历程如图所示，其中吸附在HB表面的物种用*标注。下列说法错误的是（　　） A．升高温度，反应的平衡常数K减小 B．过程④的ΔH大于过程①的ΔH C．决速步骤的化学方程式为 D．将固体酸（HB）催化剂更换为活性更高的催化剂能有效提高C6H6（g）的平衡转化率 【答案】D 【分析】A．C6H6（g）+CH3OH（g）⇌C7H8（g）+H2O（g）为放热反应，升高温度，平衡逆向移动； B．过程④的ΔH＝（﹣66.4﹣25.5）kJ/mol＝﹣91.9kJ/mol，过程①的ΔH＝﹣109.9kJ/mol； C．活化能越大，反应速率越慢，是总反应的决速步骤； D．催化剂只能改变反应速率，不能改变平衡转化率。 【解答】解：A．C6H6（g）+CH3OH（g）⇌C7H8（g）+H2O（g）为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，故A正确； B．过程④的ΔH＝（﹣66.4﹣25.5）kJ/mol＝﹣91.9kJ/mol，过程①的ΔH＝﹣109.9kJ/mol，故过程④的ΔH大于过程①的ΔH，故B正确； C．活化能越大，反应速率越慢，是总反应的决速步骤；决速步骤为过程②，化学方程式为，故C正确； D．催化剂只能改变反应速率，不能改变平衡转化率，故D错误； 故选：D。 【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生平衡移动的掌握情况，试题难度中等。 5．（2024•枣庄一模）我国科研团队研究发现使用GaZrOx双金属氧化物可形成氧空位，具有催化氧化性能，实现CO2加氢制甲醇。其反应机理如图所示，用“*”表示吸附在催化剂表面的物质。下列说法错误的是（　　） A．增大反应物H2或CO2分压均能提高甲醇的产量 B．氢化步骤的反应为HCOO*+2H2→H3CO*+H2O C．增大催化剂的比表面积有利下提高平衡转化率 D．催化剂表面甲醇及时脱附有利下二氧化碳的吸附 【答案】C 【分析】A．由反应机理图可知总反应为CO2+3H2＝CH3OH+H2O，增大反应物H2或CO2分压均能提高甲醇的产量； B．根据反应机理图可知氢化步骤的反应为HCOO*+2H2→H3CO*+H2O； C．增大催化剂的比表面积有利于提高反应速率，平衡不移动； D．催化剂表面甲醇及时脱附后有空位，有利于二氧化碳的吸附。 【解答】解：A．由反应机理图可知总反应为CO2+3H2＝CH3OH+H2O，增大反应物H2或CO2分压均能提高甲醇的产量，故A正确； B．根据反应机理图可知氢化步骤的反应为HCOO*+2H2→H3CO*+H2O，故B正确； C．增大催化剂的比表面积有利于提高反应速率，不能提高平衡转化率，故C错误； D．催化剂表面甲醇及时脱附后有空位，有利于二氧化碳的吸附，故D正确； 故选：C。 【点评】本题主要考查学生的看图理解能力、分析能力，同时考查化学键的断裂和形成，成键数目等，属于基本知识的考查，难度不大。 6．（2024•潍坊一模）研究发现300℃时，In2O3表面易脱除O原子形成In2O3﹣x（氧空穴），氧空穴越多，催化效果越好，In2O3催化CO2和H2合成甲醇的机理如图。下列说法错误的是（　　） A．温度较低时，催化剂的活性降低 B．增加In2O3的用量，CO2的平衡转化率不变 C．增大气体流速带走多余的H2O（g），可提高催化效率 D．若CO2和H2的混合气中混有O3，In2O3的催化效果增强 【答案】D 【分析】A．催化剂的活性与温度有关； B．催化剂不改变CO2的平衡转化率； C．增大气体流速可带走多余的H2O（g），可以促进反应In2O3+xH2⇌In2O3﹣x+xH2O正向进行； D．从催化机理图中能看出H2与In2O3中的O结合生成H2O，而使催化剂出现氧空穴，由题意可知，氧空穴越多，催化效果越好，而O3具有强氧化性。 【解答】解：A．催化剂的活性与温度有关，温度较低时．催化剂的活性降低，故A正确； B．催化剂不改变CO2的平衡转化率，故B正确； C．增大气体流速可带走多余的H2O（g），可以促进反应In2O3+xH2⇌In2O3﹣x+xH2O正向进行，提高催化效率，故C正确； D．从催化机理图中能看出H2与In2O3中的O结合生成H2O，而使催化剂出现氧空穴，由题意可知，氧空穴越多，催化效果越好，而O3具有强氧化性，会阻碍H2与In2O3反应，而降低In2O3的催化效果，故D错误； 故选：D。 【点评】本题考查In系催化合成气制甲醇的反应机理分析，涉及催化剂等，理解每一步发生的变化，题目侧重考查学生信息获取能力、运用知识解决问题的能力。 7．（2024•历下区模拟）异丁醇催化脱水制备异丁烯主要涉及以下2个反应。研究一定压强下不同含水量的异丁醇在恒压反应器中的脱水反应，得到了异丁烯的平衡产率随温度的变化结果如图。 ① ② 下列说法不正确的是（　　） A．其他条件不变时，在催化剂的活性温度内，升高温度有利于异丁烯的制备 B．高于190℃时，温度对异丁烯的平衡产率影响不大的原因是K1＞104、K2＜0.1 C．190℃时，增大n（H2O）：n（异丁醇），不利于反应②的进行 D．若只有异丁烯、水和二聚异丁烯生成，则初始物质浓度c0与流出物质浓度c之间存在：c0（异丁醇）＝c（异丁烯）+2c（二聚异丁烯） 【答案】D 【分析】A.分析可知，反应①为吸热反应，升高温度，平衡正向移动； B.温度高于190℃，由于K1的数值远远大于K2，且升高温度K1持续增大，K2持续减小，但是平衡常数变化范围不大； C.190℃时，增大n（H2O）：n（异丁醇），反应①平衡左移，异丁烯浓度降低，导致平衡②左移； D.若只有异丁烯、水和二聚异丁烯生成，由于还有剩余的异丁醇没有反应，据此判断。 【解答】解：A.分析可知，反应①为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，有利于异丁烯的制备，故A正确； B.温度高于190℃，由于K1的数值远远大于K2，且升高温度K1持续增大，K2持续减小，但是平衡常数变化范围不大，故异丁烯的平衡产率影响不大，故B正确； C.190℃时，增大n（H2O）：n（异丁醇），反应①平衡左移，异丁烯浓度降低，导致平衡②左移，不利于反应②进行，故C正确； D.若只有异丁烯、水和二聚异丁烯生成，由于还有剩余的异丁醇没有反应，结合原子守恒可知，c0（异丁醇）＝c（异丁烯）+2c（二聚异丁烯）+c（异丁醇），故D错误； 故选D。 【点评】本题考查化学平衡，为高频考点和高考常考题型，明确化学平衡及其影响因素，试题培养了学生的分析能力及综合应用能力，题目难度中等。 8．（2024•即墨区一模）水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）。下列说法正确的是（　　） A．恒温恒容下，恒定水碳比[n（H2O）/n（CO）]，增加体系总压可提高H2的平衡产率 B．恒温恒容下，平衡后再通入H2O（g）可使平衡正向移动，增大CO平衡转化率 C．恒温恒容下，平衡后再通入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率 D．恒温恒容下，平衡后再通入CO（g），可使正反应速率增大，逆反应速率减小 【答案】B 【分析】A．恒定水碳比[]，CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）反应前后气体计量数之和不变，压强不影响平衡移动； B．恒温恒容条件下充入H2O（g），会使平衡正向移动； C．通过充入惰性气体增加体系总压，但反应物和生成物的分压不变； D．恒温恒压条件下通入CO（g），容器体积增大，气体反应物和生成物浓度减小，反应体系分压减小。 【解答】解：A．恒定水碳比[]，CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）反应前后气体计量数之和不变，压强不影响平衡移动，所以不能提高平衡产率，故A错误； B．恒温恒容条件下通入H2O（g），会使平衡正向移动，增大CO的转化率，故B正确； C．通过充入惰性气体增加体系总压，但反应物和生成物的分压不变，反应速率不变，故C错误； D．恒温恒压条件下通入CO（g），容器体积增大，气体反应物和生成物浓度减小，正、逆反应速率都减小，故D错误； 故选：B。 【点评】本题考查化学平衡影响因素、化学反应速率影响因素，侧重考查分析、判断及知识综合运用能力，明确催化剂和浓度对化学反应速率影响原理、化学平衡状态判断方法、外界条件对平衡影响原理是解本题关键。 9．（2024•济南一模）关于反应A（g）+B（g）C（g）ΔH＜0，下列说法正确的是（　　） A．一定是自发反应 B．温度升高，逆反应速率减慢 C．反应物浓度增大，平衡向正反应方向进行 D．催化剂不参与化学反应 【答案】C 【分析】A.ΔH﹣TΔS＜0的反应可自发进行； B.升高温度，正逆反应速率均加快； C.增大反应物浓度，平衡正向移动； D.催化剂改变反应的途径，参与化学反应。 【解答】解：A.ΔH﹣TΔS＜0的反应可自发进行，ΔH＜0、ΔS＜0，可知低温下可自发进行，故A错误； B.升高温度，正逆反应速率均加快，故B错误； C.增大反应物浓度，平衡正向移动，故C正确； D.催化剂改变反应的途径，参与化学反应，且反应前后质量、化学性质不变，故D错误； 故选：C。 【点评】本题考查化学平衡，为高频考点，把握温度、浓度对平衡移动的影响为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大。 10．（2024•泰安一模）由氮的化合物引起的环境污染称为氮污染。用CO将NO转化为N2的化学方程式为2CO（g）+2NO（g）⇌N2（g）+2CO2（g） ΔH＜0。在某一恒容密闭容器中充入等物质的量的CO和NO，测得同一时间段内NO转化率随温度变化如图所示，下列说法正确的是（　　） A．b点时，v正一定大于v逆 B．混合气体中CO的百分含量：a点＝b点 C．低温条件下有利于该反应自发进行 D．当混合气体的总质量不再随时间而改变，则该反应达到平衡 【答案】C 【分析】A．b点时，该反应可能处于平衡状态，也可能是催化剂活性降低； B．a、b两点对应的CO的转化率不相等； C．该反应为气体分子数减小的反应，且为放热反应； D．根据质量守恒可知，混合气体的质量在反应过程中不发生变化。 【解答】解：A．b点时，该反应可能处于平衡状态，也可能是催化剂活性降低，故此时正、逆反应速率相等或正反应速率大于逆反应速率，故A错误； B．a、b两点对应的CO的转化率不相等，则CO的物质的量也不相等，故B错误； C．该反应为气体分子数减小的反应，且为放热反应，则低温条件下有利于该反应自发进行，故C正确； D．根据质量守恒可知，混合气体的质量在反应过程中不发生变化，不能判断反应是否处于平衡状态，故D错误； 故选：C。 【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生图像的掌握情况，试题难度中等。 11．（2024•菏泽一模）合成尿素[CO（NH2）2]是利用CO2的途径之一。将NH3和CO2按照2：1的比例通入到恒容反应容器中，通过下列反应合成尿素。 反应Ⅰ：2NH3（g）+CO2（g）⇌NH2COONH4（l） ΔH＝﹣159.5kJ•mol﹣1 反应Ⅱ：NH2COONH4（l）⇌CO（NH2）2（l）+H2O（l） ΔH＝72.5kJ•mol﹣1 下列说法正确的是（　　） A．高温有利于反应Ⅰ自发进行 B．NH3的体积分数不再改变，不能说明反应Ⅰ达到了平衡状态 C．将2molNH3和1molCO2充入反应Ⅰ的平衡体系中，再次达到平衡时，c（NH3）增大 D．增大压强，对于尿素的合成没有影响 【答案】B 【分析】A．根据ΔH﹣TΔS＜0，反应才能自发进行； B．反应Ⅰ只有氨气和二氧化碳为气体，且两者投料之比为2：1，NH3的体积分数始终不变； C．K（Ⅰ）＝，将2molNH3和1molCO2充入反应Ⅰ的平衡体系中，两者投料之比为2：1，则平衡时c（NH3）＝2c（CO2）； D．增大压强，反应Ⅰ平衡正向移动，则NH2COONH4（l）量增大； 【解答】解：A．反应ⅠΔS＜0，ΔH＜0，根据ΔH﹣TΔS＜0，反应才能自发进行，则低温有利于反应Ⅰ自发进行，故A错误； B．反应Ⅰ只有氨气和二氧化碳为气体，且两者投料之比为2：1，NH3的体积分数始终不变，则NH3的体积分数不再改变，不能说明反应Ⅰ达到了平衡状态，故B正确； C．K（Ⅰ）＝，将2molNH3和1molCO2充入反应Ⅰ的平衡体系中，两者投料之比为2：1，则平衡时c（NH3）＝2c（CO2），化学平衡常数不变，则再次达到平衡时，c（NH3）不变，故C错误； D．增大压强，反应Ⅰ平衡正向移动，则NH2COONH4（l）量增大，利于尿素的合成，故D错误； 故选：B。 【点评】本题考查化学平衡的影响因素，侧重考查学生分析能力，掌握勒夏特列原理是解题关键，此题难度中等。 12．（2024•市南区一模）某兴趣小组以重铬酸钾（K2Cr2O7）溶液为研究对象，结合所学反应原理的知识改变条件使其发生“色彩变幻”。下列关于该实验的说法错误的是（　　） 已知：①K2Cr2O7溶液存在平衡：Cr2+H2O⇌2+2H+。 ②含铬元素的离子在溶液中的颜色：Cr2（橙色）；（黄色）；Cr3+（绿色）。 A．ⅰ可证明反应Cr2+H2O⇌2+2H+的正反应放热 B．ⅱ是验证“只降低生成物的浓度，该平衡正向移动”，试剂a可以是NaOH C．ⅲ平衡逆向移动仅仅是因为增大了生成物的浓度 D．向ⅲ所得橙色溶液中加入乙醇，溶液将由橙色变为绿色 【答案】C 【分析】A．平衡Cr2+H2O⇌2+2H+升高温度向着吸热方向进行，根据溶液的颜色变化来判断； B．“只降低生成物的浓度，该平衡正向移动”，则需要加入的试剂a必须是可以和产物离子反应的物质； C．重铬酸钾具有氧化性，乙醇具有还原性，两者能发生氧化还原反应； D．加入浓硫酸，不但增加氢离子浓度，同时考虑浓硫酸溶于水放出大量的热的情况。 【解答】解：A．加热橙色加深，说明c（Cr2）增大，平衡逆向移动，正反应为放热反应，故A正确； B．加入NaOH溶液，溶液的体积增大，反应物和生成物的浓度同时降低，平衡正向移动，溶液变黄色，故B正确； C．加入浓硫酸，不但增加氢离子浓度平衡逆向移动的情况，同时考虑浓硫酸溶于水放出大量的热的情况，浓硫酸溶于水放出大量的热，平衡也会逆向移动，故C错误； D．K2Cr2O7酸性溶液具有强氧化性，乙醇具有还原性，向K2Cr2O7酸性溶液中加入乙醇，溶液由橙色变为绿色，乙醇被氧化，Cr元素化合价降低转化成Cr3+，故D正确， 故选：C。 【点评】本题是一道关于化学平衡移动知识的实验方案设计题，注意化学平衡移动原理在解决实际问题中的应用是关键，难度不大。 13．（2024•崂山区开学）为了实现“碳中和”，利用CO2合成CH3OH的反应为： Ⅰ.CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1 Ⅱ.副反应为：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH2 已知温度对CH3OH、CO的平衡产率影响如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ活化能 B．可以通过使用合适的催化剂提高CH3OH的选择性 C．增大压强可以加快反应Ⅰ的速率，对反应Ⅱ的速率无影响 D．实际生产过程中，一定要在较低温度下才能提高CH3OH的产率 【答案】B 【分析】由图可知，升高温度，一氧化碳的产率增大、甲醇的产率减小，说明反应Ⅰ是放热反应，反应Ⅱ是吸热反应。 【解答】解：A．由图可知，相同温度时，一氧化碳的产率高于甲醇产率，说明反应Ⅱ的反应速率快于反应Ⅰ，反应速率越快，反应的活化能越小，则反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ活化能，故A错误； B．催化剂有一定的选择性，选用合适的催化剂可以减弱副反应的发生，提高甲醇的选择性，故B正确； C．反应Ⅰ和反应Ⅱ都是有气体参加和生成的反应，增大压强，反应Ⅰ的速率和反应Ⅱ的速率均增大，故C错误； D．反应Ⅰ是气体体积减小的放热反应，适当降低温度和增大压强都能提高甲醇的产率，故D错误； 故选：B。 【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生平衡图像的掌握情况，试题难度中等。 二．解答题（共2小题） 14．（2024•泰安一模）氢气是一种理想的绿色能源，有科学家预言，氢能将成为人类的主要能源。已知以水为原料通过下列途径均可制得氢气。 （i）太阳光催化分解水：2H2O（l）═2H2（g）+O2（g）ΔH1＝+571.6kJ⋅mol﹣1 （ii）焦炭与水反应：C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）ΔH2＝131.3kJ⋅mol﹣1 （iii）甲烷与水反应：CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）ΔH3＝206.1kJ⋅mol﹣1 （1）反应i中主要的能量转化为 　太阳能（或光能）转化为化学能　；你认为通过此途径进行H2工业化生产的最突出优点是 　太阳能是取之不尽的能源　。 （2）相同温度压强下，若分别以i、ii反应生成1molH2，反应ii比i要少吸收 　154.5kJ　kJ热量；你认为ii反应需要吸热较小的原因可能是 　ⅱ反应过程，△S＞0，C被氧化成CO放出了热量　（从ΔS角度考虑）。 （3）①写出反应的化学平衡常数的表达式：K3＝　　 ②一定温度下，iii反应中使用催化剂后，下列物理量能保持不变的有 　AD　。 A．焓变ΔH3 B．反应活化能Ea C．活化分子百分比 D．平衡常数K3 （4）①利用上述热化学方程式，推测反应CH4（g）═C（s）+2H2（g）ΔH＝　+74.8　kJ/mol； ②键能也可以用于估算化学反应的反应热（ΔH）。如表是部分化学键的键能数据： 化学键 P﹣P P﹣O O＝O P＝O 键能（kJ/mol） 172 335 498 X 已知白磷的标准燃烧热为﹣2378kJ/mol，白磷（P4）的结构为正四面体，白磷完全燃烧的产物结构如图所示，则上表中X＝　470　。 【答案】（1）太阳能（或光能）转化为化学能；太阳能是取之不尽的能源； （2）154.5kJ；ⅱ反应过程，C被氧化成CO放出了热量； （3）①； ②AD； （4）①+74.8； ②470。 【分析】（1）应用太阳光催化分解水制备氢气是将太阳能转化为化学能；此途径制备H2，优点是太阳能是取之不尽的清洁能源； （2）相同温度压强下，若分别以ⅰ、ⅱ反应生成1mol H2，反应ⅱ比ⅰ要少吸收﹣131.3kJ/mol＝154.5kJ/mol，反应ii水蒸气本身具有较高能量，ⅱ反应过程，C被氧化成CO放出了热量，所以ii吸收能力较小； （3）①平衡常数为产物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值； ②催化剂可以降低反应活化能，提高活化分子百分数，加快反应速率； （4）①根据盖斯定律iii﹣ii得CH4（g）═C（s）+2H2（g）ΔH＝ΔH3﹣ΔH2； ②白磷燃烧的方程式为P4+5O2＝P4O10，根据化学键的断裂吸热和化学键的形成放热的热量进行有关计算。 【解答】解：（1）反应ⅰ是太阳光催化分解水制备氢气，即将太阳能转化为化学能；利用此途径进行H2工业化生产，优点是太阳能是取之不尽的清洁能源， 故答案为：太阳能（或光能）转化为化学能；太阳能是取之不尽的能源； （2）相同温度压强下，若分别以ⅰ、ⅱ反应生成1mol H2，反应ⅱ比ⅰ要少吸收﹣131.3kJ/mol＝154.5kJ/mol；反应ii的水蒸气本身具有较高能量，ⅱ反应过程，△S＞0，C被氧化成CO放出了热量，所以ii吸收能力较小， 故答案为：154.5kJ；ⅱ反应过程，△S＞0，C被氧化成CO放出了热量； （3）①反应ⅲ的化学平衡常数的表达式为K3＝， 故答案为：； ②ⅲ反应中使用催化剂不改变反应的反应热，催化剂可以降低反应活化能，提高活化分子百分数加快反应速率，催化剂能改变速率，不影响平衡，平衡常数不变， 故答案为：AD； （4）①根据盖斯定律iii﹣ii得CH4（g）═C（s）+2H2（g）ΔH＝ΔH3﹣ΔH2＝206.1kJ/mol﹣131.3kJ/mol＝+74.8kJ/mol， 故答案为：+74.8； ②白磷燃烧的方程式为P4+5O2＝P4O10，1mol白磷完全燃烧需拆开6mol P﹣P、5mol O＝O，形成12molP﹣O、4mol P＝O，所以12mol×335kJ/mol+4mol×xkJ/mol﹣（6mol×172 kJ/mol+5 mol×498 kJ/mol）＝2378.0kJ， x＝470 故答案为：470； 【点评】本题考查化学反应中的能量变化、物质结构与性质，题目难度中等，涉及化学反应能量变化、化学平衡移动影响因素、化学平衡常数等知识点，综合性较强，侧重考查基本理论，明确物质结构、化学平衡移动原理等知识点即可解答。 15．（2022秋•李沧区一模）SO2、NO是大气污染物，有效去除这些污染物是一项重要课题。 （1）NO、SO2可以先氧化，后用碱吸收。其氧化过程的反应原理如下： NO（g）+O3（g）⇌NO2（g）+O2（g）ΔH1＝﹣200.9kJ⋅mol﹣1 SO2（g）+O3（g）⇌SO3（g）+O2（g）ΔH2＝﹣241.6kJ⋅mol﹣1 2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）ΔH3＝﹣196.6kJ⋅mol﹣1 则反应2NO2（g）⇌2NO（g）+O2（g）的ΔH＝　115.2　kJ⋅mol﹣1。 一定温度下固定容器中能表明该反应已达到平衡状态的是 　ab　（填序号）。 a．混合气体的颜色不变 b．体系的压强不变 C．混合气体中NO与O2的比例不变 d．2v正（NO2）＝v逆（O2） （2）向恒容密闭容器中充入1molNO和2molO3，发生如下反应：NO（g）+O3（g）⇌NO2（g）+O2（g）△H＜0。不同温度下反应相同时间后，体系中NO转化率随温度变化曲线如图。温度低于100℃时，NO转化率随温度升高而增大的主要原因是 　低于100°C时，相同时间内反应未达到平衡，温度升高，化学反应速率加快，NO转化率高；　；当温度高时，O3分解生成活性极高的氧原子，NO转化率随温度升高而降低，可能的原因有：①　温度高时，反应速率快，相同时间内已达到平衡，温度升高平衡左移　，②　发生反应NO2+O＝NO+O2　。 （3）用电化学法模拟工业处理SO2。将硫酸工业尾气中的SO2通入如图装置（电极均为惰性材料）进行实验，可用于制备硫酸，同时获得电能： ①M极发生的电极反应式为 　SO2﹣2e﹣+2H2O＝SO42﹣+4H+　。 ②当外电路通过0.2mol电子时，质子交换膜左侧的溶液质量 　增大　（填“增大”或“减小”） 　6.2　克。 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）依据盖斯定律由已知反应的反应热计算未知反应的反应热，化学反应达到平衡，正逆反应速率相等，各组分浓度和百分含量保持不变； （2）由温度变化对反应速率和平衡的影响以及可能发生的反应分析； （3）由图可知，M极硫元素价态升高失电子，故M极为负极，N极为正极，据此作答。 【解答】解：（1）已知①NO（g）+O3（g）⇌NO2（g）+O2（g）ΔH1＝﹣200.9kJ⋅mol﹣1；②SO2（g）+O3（g）⇌SO3（g）+O2（g）ΔH2＝﹣241.6kJ⋅mol﹣1；③2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）ΔH3＝﹣196.6kJ⋅mol﹣1；由盖斯定律①×2+②×2﹣③可知2NO2（g）⇌2NO（g）+O2（g）ΔH＝﹣（﹣200.9kJ⋅mol﹣1）×2+（﹣241.6kJ⋅mol﹣1）×2﹣（﹣196.6kJ⋅mol﹣1）＝115.2kJ/mol， a．混合气体的颜色不变，二氧化氮浓度不变，反应达到平衡状态，故a正确； b．体系的压强不变，混合气体的总物质的量不变，反应达到平衡状态，故b正确； C．混合气体中NO与O2的生成量之比始终为2：1，无法判断反应是否达到平衡状态，故c错误； d．2v正（NO2）＝v逆（O2），正逆反应速率不相等，反应未达平衡状态，故d错误； 故答案为：115.2；ab； （2）温度低于100℃时，NO转化率随温度升高而增大的主要原因是低于100°C时，相同时间内反应未达到平衡，温度升高，化学反应速率加快，NO转化率高；当温度高时，O3分解生成活性极高的氧原子，NO转化率随温度升高而降低，可能的原因有：①温度高时，反应速率快，相同时间内已达到平衡，温度升高平衡左移；②发生反应NO2+O＝NO+O2， 故答案为：低于100°C时，相同时间内反应未达到平衡，温度升高，化学反应速率加快，NO转化率高；温度高时，反应速率快，相同时间内已达到平衡，温度升高平衡左移；发生反应NO2+O＝NO+O2； （3）①M极为负极，电极反应式为SO2﹣2e﹣+2H2O＝SO42﹣+4H+， 故答案为：SO2﹣2e﹣+2H2O＝SO42﹣+4H+； ②当外电路通过0.2mol电子时，吸收0.1mol二氧化硫，同时有0.2mol氢离子迁移到右侧，故质子交换膜左侧的溶液质量增大0.1mol×64g/mol﹣0.2mol×1g/mol＝6.2g， 故答案为：增大；6.2。 【点评】本题考查盖斯定律、化学平衡和原电池原理，题目难度中等，掌握外界条件改变对化学平衡的影响是解题的关键，难点是电极反应式的书写。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$